KR100495294B1

KR100495294B1 - 화상 기록 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR100495294B1
Application number: KR10-2002-0052304A
Authority: KR
Inventors: 무라따다까유끼
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2002-08-31
Publication date: 2005-06-14
Also published as: US6761424B2; EP1287990A3; US20030043218A1; CN1241741C; CN1403277A; EP1287990B1; DE60223322D1; EP1287990A2; DE60223322T2; KR20030019270A

Abstract

본 발명은 기록 헤드의 전압 변동을 저감시키기 위한 수단으로서 사용된 커패시터에 축적되는 전하를 염가인 구성으로 신속하게 저감시킬 수 있는 화상 기록 장치 및 그 제어 방법을 제공한다. 기록 헤드에 전원을 공급하는 헤드 전원 V_H이 턴오프된 후, 기록 헤드의 기록 소자는 잉크를 토출하지 않을 정도로 구동된다.

Description

화상 기록 장치 및 그 제어 방법{IMAGE PRINT APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 화상 기록 장치 및 그 제어 방법과 기억 매체에 관한 것으로, 특히, 기록 헤드를 안정된 전압으로 제어 가능한 기록 소자를 갖는 잉크젯 기록 장치 및 그 제어 방법과 기억 매체에 관한 것이다.

원하는 문자나 화상 등의 정보를 용지나 필름과 같은 시트 형상의 기록 매체에 기록을 행하는 프린터로는 예를 들면 워드 프로세서, 퍼스널 컴퓨터, 팩시밀리 장치등이 정보 출력 장치로서 제안되고 있다.

프린터의 기록 방식으로서는 여러가지 방식이 알려져 있다. 최근에는, 용지 등의 기록 매체에 정보를 비접촉 방식으로 기록할 수 있고, 컬러화가 용이하며, 소음이 적다는 이유로 잉크젯 방식이 특히 주목받고 있다. 일반적인 잉크젯 구성은 염가로 소형화가 용이하다는 이유로 직렬 기록 방식을 채택한다. 이 방법에 따르면, 원하는 기록 정보에 따라서 잉크를 토출하는 기록 헤드가 장착된다. 이 기록 헤드는 용지 등의 기록 매체의 공급 방향과 직각인 방향으로 왕복 주사하면서 정보를 기록한다.

잉크젯 프린터는 기록 헤드의 노즐들로부터 토출되는 잉크 방울의 양을 줄임으로써, 고화질이면서, 고품질인 기록을 구현한다.

이 잉크 방울량을 줄이고 또한 고속으로 기록하기 위하여, 기록 헤드의 각 노즐이 잉크 방울을 토출하게끔 하는 기록 소자의 구동 전압은 가능한한 안정되게 제어하여야 한다. 이를 위하여, 예를 들면, 전해 커패시터는 통상, 기록 소자를 갖는 기록 헤드의 근방에서의 전압 변동을 저감시키는 수단으로서, 설치해 둔다.

기록 헤드를 교환하는 경우에는, 사용자가 안전하게 기록 헤드를 교환할 수 있도록 하기 위하여, 기록 헤드를 탑재하는 캐리지와 기록 헤드간의 접점에 전기가 인가되지 않도록 기록 헤드의 구동 전압 및 논리 구동 전압을 정지시킨다. 다음으로, 기록 헤드를 기록 헤드 교환 위치로 이동시킨다.

이 때, 기록 소자를 갖는 기록 헤드의 근처에 있는 전해 커패시터에 축적된 전하는 제거된다. 이를 위하여, 기록 헤드에 방전 저항과 스위칭부, 예를 들면, 스위치를 설치하여, 방전 저항을 이용하여 전해 커패시터에 축적된 전하를 제거한다. 구동 전압이 정지되는 경우, 전해 커패시터에 접속된 선(line)은 스위칭부에 의해 방전 저항에 접속되고, 전해 커패시터에 축적된 전하는 안전하게 제거된다.

프린터가 저가격화됨에 따라, 비용 상승의 요인이 되는 방전 저항 및 스위칭부는 기록 헤드로부터 제거되었다. 이러한 기록 헤드에서는 전해 커패시터에 축적된 전하를 제거하는 방전 저항이 설치되어 있지 않다. 전해 커패시터에 축적된 전하가 자연적으로 방전된 후, 기록 헤드는 기록 헤드 교환 위치로 이동된다.

그러나, 전해 커패시터에 축적된 전하를 제거하는 방전 저항이 설치되어 있지 않은 기록 헤드에서는, 전해 커패시터의 용량이 더 커진 만큼 자연 방전 시간이 더 길어진다. 사용자가 기록 헤드를 교환하기 위해서 프린터의 교환 개시 버튼을 누르고 나서, 기록 헤드가 기록 헤드 교환 위치로 이동하기까지 종래의 기록 헤드보다 더 많은 시간이 소요된다. 이는 사용자가 기록 헤드를 교환하는 작업 시간을 더 길어지게 한다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 기록 헤드의 전압 변동을 저감시키는 수단으로서 기능하는, 커패시터에 축적되는 전하를 염가인 구성으로 신속하게 저감할 수 있는 화상 기록 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부된 도면들과 결부시켜 취해진 다음 설명으로부터 명백해질 것이며, 유사 참조 문자들은 도면 전체에 걸쳐서 동일 또는 유사 부분을 지칭한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상 처리 장치 및 화상 기록 장치를 포함하는 화상 처리 시스템은 첨부된 도면을 참조하여 이하에 기술될 것이다.

다음 실시예는 잉크젯 프린터를 화상 기록 장치로서 구체화한 것이지만, 이하에 설명되는 실시예에 본 발명의 기술적 사상 및 그 범위가 국한되지 않는다.

다음 설명에서, 잉크젯 프린터의 기록 헤드는 화상을 인쇄하는 잉크를 토출한다. 본 발명은 또한 화상이 인쇄될 수 있는 한 어떠한 잉크도 토출하지 않는 방법에 의해 화상이 기록되는 경우에 적용될 수 있다.

<제1 실시예>

[잉크젯 프린터의 구성: 도 1]

도 1은 잉크젯 프린터의 개략적인 구성을 나타낸다. 잉크젯 프린터는 기록 시트를 잉크젯 프린터에 자동적으로 공급하는 자동 공급부(M3022)와, 자동 공급부에서 1매씩 공급되는 기록 시트를 원하는 기록 위치로 유도하고, 또한 기록 위치에서 배출부(M3030)로 기록 시트를 유도하는 반송부(M3029)와, 반송부(M3029)에 반송된 기록 시트에 원하는 기록을 행하는 기록부와, 기록부 등에 대한 회복 처리를 행하는 회복부(M5000)를 포함한다. 기록부는 캐리지 축(M4021)에 의해서 이동 가능하게 지지된 캐리지(M4001)와, 캐리지(M4001)에 착탈 가능하게 탑재되는 기록 헤드 카트리지(도시되지 않음)로 구성된다.

[인쇄 회로 기판의 내부 구성: 도 2]

도 2는 주요한 전기 부품이 탑재되는 인쇄 회로 기판(E0014, 메인 PCB: Main Printed Circuit Board)의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2에서, CPU(El001)는 내부에 발진기 OSC(El002)가 구비되어 있으며, 발진 회로(El005)에 접속되어, 발진 회로(E1005)로부터의 출력 신호에 응답하여 시스템 클럭을 발생한다.

CPU(El001)는 제어 버스(El014)를 통하여 ROM(El004) 및 ASIC(E1006, Application Specific Integrated Circuit)에 접속되어 있고, ROM에 저장된 프로그램에 따라서 ASIC를 제어한다. 또한, CPU(El001)는 전원 키로부터의 입력 신호(El017), 리줌 키로부터의 입력 신호(E1016), 커버 검출 신호(El042), 및 헤드 검출 신호(E1013)의 상태를 검출한다.

CPU(El001)는 비퍼 신호(El018)에 의한 비퍼(E0021)를 구동하여, 내장되는 A/D 컨버터(El003)에 입력되는 잉크 엔드 검출 신호(El011) 및 서미스터 온도 검출 신호(E1012)의 상태를 검출한다. 또한, CPU(E1001)는 각종 논리 연산 및 조건 판단을 행하고, 잉크젯 프린터의 구동 제어를 행한다.

헤드 검출 신호(El013)는 기록 헤드 카트리지로부터 플렉서블 플랫 케이블, 캐리지 보드, 및 콘택 플렉서블 케이블을 통해 입력되는 헤드 탑재 검출 신호이다. 잉크 엔드 검출 신호는 캐리지 보드 상에 설치된 서미스터(도시되지 않음)로부터의 아날로그 신호이다.

CR 모터 드라이버(E1008)는 모터 전원 VM(El040)을 구동원으로 하여, ASIC(El006)으로부터의 CR 모터 제어 신호(El036)에 따라서 CR 모터 구동 신호(E1037)를 생성하여, CR 모터(E0001)를 구동한다.

LF/PG 모터 드라이버(El009)는 모터 전원(El040)을 구동원으로 하여, ASIC(El006)으로부터의 펄스 모터 제어 신호(El033)에 따라서 LF 모터 구동 신호(El035)를 생성하여, LF 모터를 구동한다. 이와 동시에, LF/PG 모터 드라이버(E1009)는 PG 모터 구동 신호(El034)를 생성하여 PG 모터를 구동한다.

전원 제어 회로(El010)는 ASIC(E1006)으로부터의 전원 제어 신호(El024)에 따라서 발광 소자를 갖는 각 센서 등에의 전원 공급을 제어한다. 전원 제어 회로(E1010)는 병렬 I/F 신호(El030)를 외부에 접속되는 병렬 I/F 케이블(El031)에 송신하고, 병렬 I/F 케이블(El031)로부터의 신호를 ASIC(El006)에 송신한다.

직렬 I/F (E0017)는 ASIC(El006)으로부터의 직렬 I/F 신호(El028)를 외부에 접속되는 직렬 I/F 케이블(El029)에 송신하고, 케이블(El029)로부터의 신호를 ASIC(El006)에 송신한다.

전원 유닛(E0015)은 헤드 전원 V_H(El039), 모터 전원 VM(El040), 및 논리 전원 VDD(El041)을 공급한다.

전원 유닛(E0015)은 ASIC(El006)으로부터의 헤드 전원 온(ON) 신호 VRON(El022) 및 모터 전원 온 신호 VMON(El023)를 수신하여, 헤드 전원(El039) 및 모터 전원(E1040)의 온/오프(ON/OFF)를 제어한다.

전원 유닛(E0015)으로부터 공급된 논리 전원(El041)은 필요에 따라서 전압으로 변환되어, 메인 PCB(E0014) 내외의 각부에 공급된다.

헤드 전원 V_H(El039)은 메인 PCB(E0014)에 의해 평활되고, 플렉서블 플랫 케이블(E0012)로 송신되어, 기록 헤드 카트리지의 구동에 이용된다.

리셋 회로(El007)는 논리 전원 전압(El040)의 저하를 검출하여, CPU(El001) 및 ASIC(El006)에 리셋 신호(El015)를 공급하여, 이들을 초기화한다.

ASIC(E1006)은 한개의 칩으로 이루어진 반도체 집적 회로이다. ASIC(E1006)은 제어 버스(El0l4)를 통하여 CPU(El001)에 의해서 제어되고, CR 모터 제어 신호(El036), LF/PG 모터 제어 신호(El033), 전원 제어 신호(El024), 헤드 전원 온 신호 VRON(El022), 모터 전원 온 신호 VMON(El023) 등을 출력하여, 병렬 I/F(E0016)와 직렬 I/F(E0017)과의 신호의 교환을 행한다. ASIC(El006)은 PE 센서(E0007)로부터의 PE 검출 신호(El025), ASF 센서(E0009)로부터의 ASF 검출 신호(El026), GAP 센서(E0008)로부터의 GAP 검출 신호(El027), 및 PG 센서(E0010)로부터의 PG 검출 신호(El032)의 상태를 검출한다. 다음으로, ASIC(El006)은 이들 신호들의 상태를 나타내는 데이터를 제어 버스(El014)를 통하여 CPU(El001)에 송신한다. CPU(E1001)는 입력된 데이터에 기초하여 LED 구동 신호(E1038)의 구동을 제어하여 LED(E0020)의 점멸을 행한다.

또한, ASIC(El006)은 인코더 신호(El020)의 상태를 검출하여 타이밍 신호와 헤드 제어 신호(E1020)를 생성한다. ASIC(El006)은 헤드 제어 신호(E1021)에 의해 기록 헤드 카트리지와 상호작용하여 기록 동작을 제어한다. 인코더 신호(E1020)는 플렉서블 플랫 케이블(E00l2)을 통하여 입력되는 CR 인코더 센서(미도시됨)로부터의 출력 신호이다.

헤드 제어 신호(El021)는 플렉서블 플랫 케이블(E0012), 캐리지 보드(E0013), 및 콘택 FFC(E0011)를 경유하여 기록 헤드에 공급된다. 기록 헤드 카트리지는 복수의 색으로 정보를 기록할 수 있는 기록 헤드와, 복수의 컬러 잉크 카트리지로 이루어진다.

[기록 헤드 구동 회로: 도 3]

도 3은 단색분의 기록 헤드의 기록 소자(전열 변환기)를 구동하기 위한 구동 회로를 나타낸다. 도 5는 구동 회로의 구동 타이밍을 나타낸다. 구동 회로는 상술한 헤드 제어 신호(E1021)에 의해 구동된다. 헤드 제어 신호(E1021)는 블럭 인에이블 신호(301, BE), 가열 인에이블 신호(302, HE), 버스 허가 신호(303, BG), 헤드 송신 클럭(304, HCLK), 및 시리얼-인 신호(305, Si)를 포함한다. 이들 신호의 타이밍은 도 5에 나타나 있다.

단색분의 기록 헤드는 32 비트의 시프트 레지스터(311)와 4개의 블럭 인에이블 신호(301)에 의해 16개로 그룹화된 256개의 주 토출구인 노즐을 구비한다. 기록 소자(307)는 전력 트랜지스터에 의해 구동되어, 열을 발생시킴으로써 기록 소자(307)와의 대응하는 위치에 배치된 잉크실내에 축적된 잉크에 막 비등을 생기게 하여, 잉크를 주 토출구인 노즐로부터 토출시킨다.

기록 데이터는 시프트 레지스터에의 송신 클럭인 헤드 송신 클럭 HCLK(304)와 시프트 레지스터에의 직렬 데이터인 Si 신호(305)를 이용하여 직렬로 송신된다. 기록 데이터는 래치 회로(310)에 래치 신호인 버스 허가 BG 신호(303)에 의해 래치되고, 기록 데이터에 기초한 노즐 선택 신호(308)는 기록 소자측에 공급된다. 블럭 선택 신호(312, BLE)는 4개의 블럭 인에이블 신호들(301: BE0, BE1, BE2, BE3)을 디코더(313)에 의해서 16개의 신호로 디코딩함으로써 생성된다. 블럭 선택 신호(312)는 각기 16개의 그룹화된 기록 소자들을 인에이블한다. 기록 데이터에 기초한 노즐 선택 신호(308), 선택된 블럭 선택 신호(312), 및 히트 인에이블 신호(302, HE)의 논리합(AND)에 의해서 토출 제어가 행하여진다.

기록 헤드의 기록 소자(307)는 기록 헤드의 선두(첫번째) 기록 소자로부터 연속적으로, 블럭 선택 신호(312: BLE0, BLE1, BLE2, ···, BLE15)에 전기적으로 접속된다. 연속적인 기록 소자들(307)은 BLE0 내지 BLE15에 반복적으로 접속된다. 그 결과, 어드레스 0, 16, 32, ···, 240에서의 기록 헤드의 기록 소자(307)는 BLE0에 접속된다. 나머지 기록 소자들도 또한 BLE1, BLE2, . . . , BLE15에 순차적으로 연결된다. 기록 헤드(307)와 블럭 선택 신호(312)간의 상세 접속 관계는 도 4에 나타나 있다.

전원은 헤드 전원 스위치(306)를 통하여 헤드 전원 V_H(E1039, 314)으로부터 기록 헤드에 공급된다. 헤드 전원 스위치(306)는 헤드 전원 온(ON) 스위치 VRON(E1022)에 의해 점멸 제어된다.

[기록 헤드의 구동 전압 변동의 제어: 도 6]

도 6에 도시한 바와 같이, 기록 헤드는 도 5를 참조하여 설명한 기록 제어 신호(E1021)를 이용함으로써, 기록 헤드에 인가된 헤드 구동 전압을 턴온/오프하여 토출을 제어한다. 이때, 헤드 전원 스위치(306)는 온(ON)된다. 동시에 구동하는 기록 소자의 개수가 많은 경우에는, 도 6에 도시한 바와 같이, 비교적 대용량의 전해 커패시터와 같은 커패시터(309)가 기록 헤드측(캐리지 등의 상부)에 설치된다. 커패시터(309)는 기록 소자에 전류를 공급하고, 동시 구동에 의한 헤드 구동 전압(V_H)의 변동을 억제하여, 다음의 구동에 영향을 주지않도록 하고 있다.

도 6에 나타내는 기록 헤드의 경우, 헤드 전원 V_H(314)은 전원 오프시, 또는 기록 헤드 교환시에, 일련의 시퀀스 동안 턴오프된다. 반복적인 기록 헤드 교환이나 전원의 온/오프 동작을 고려하면, 커패시터(309)에 축적된 전하들은 단시간내에 제거되는 것이 바람직하다. 도 6에 도시한 바와 같이 특별한 방전 회로를 갖는 염가의 잉크젯 프린터는 도 7에 도시한 바와 같이 헤드 전원 스위치(306)를 턴오프하고나서 자연 방전에 의해 커패시터(309)의 전압 Vc이 프리셋 안전 전압(V_H*)에 도달할 때까지 긴 시간(t₁)이 걸린다. (헤드 전원 스위치(306)를 턴오프한 후 Vc가 V_H*까지 떨어질 때까지의 기간은 이하 오프(OFF) 시퀀스로서 참조될 것이다.)

[구동 전압 공급이 정지된 후의 구동 전압의 감소: 도 8a 및 도 8b]

제1 실시예에서, 화상 기록의 종료시 헤드 전원 스위치(306)가 턴오프된 후, 도 8a에 나타난 바와 같이, 기록 소자를 단시간 동안 구동시키기 위한 헤드 제어 신호(E1021)를 도 6에 나타난 기록 헤드의 구성에 송신한다. 이 때, 기록 소자(307)는 기록에 사용된 기록 소자로부터 잉크가 토출되지 않도록 조정하면서 구동된다(전기 에너지는 전열 변환기를 이용함으로써 열로 변환됨). 특별한 방전 회로를 설치하고 있지 않은 기록 헤드(300)를 사용하는 잉크젯 프린터라도, 헤드 전원 V_H 수준으로 축적된 전하를 빠르게 제거할 수 있고, 오프 시퀀스 시간(t₁ ＞ t₂)을 단축시킬 수 있다.

도 8a에서는, 헤드 전원 스위치가 오프된 다음, 토출시에 사용된 것과 동일한 도 5에 나타낸 헤드 제어신호(E1021)가 소정의 제어 시간(도 8a에 나타내는 시간(t₂) 또는 소정 개수의 펄스) 동안 기록 헤드(300)에 공급되어 기록 헤드(300)를 구동시킨다. 기록소자는 커패시터(309)에 축적된 전하를 이용하여 구동된다. 그 결과, 기록 소자로서 기능하는 전열 변환기에 의하여 감소되게 된다(커패시터(309) 내에 축적된 전하는 열로 변환됨).

이 경우, 기록 소자를 구동시키는 가열 인에이블 신호(302, HE)가 잉크 토출에 필요한 펄스 폭인 경우 잉크를 토출할 수도 된다. 이를 방지하기 위해, 그 펄스 폭은 잉크를 토출하지 않도록 미리 설정된다.

도 8b는 OFF 시퀀스 동안 가열 인에이블 신호(302, HE)의 펄스 폭과 기록 동작 동안의 상기 신호의 펄스 폭을 비교하여 도시한 것이다. 기록 동작(801) 동안, 가열 인에이블 신호(302)는 HIGH 펄스 폭(T1)과 LOW 펄스 폭(T2)을 갖는다. OFF 시퀀스(802) 동안, 가열 인에이블 신호(302)는 HIGH 펄스 폭(T1', T1>T1')과 LOW 펄스 폭(T2', T2'>T2)을 갖는다. 이와 같이, 기록 동작에 비해 OFF 시퀀스 동안에는 HIGH 기간이 더 짧고, LOW 기간이 더 길다. 그 결과, 기록 헤드(300)의 전열 변환기에 의해 생성되는 열의 량이 억제되고, 장기간의 열 냉각 기간을 확보할 수 있으며, 잉크 토출이 방지된다. T1과 T1'의 관계는 예컨대 T1'/T1=1/3 으로 설정될 수 있다.

전술한 펄스 폭은 단색용 또는 컬러용 기록 헤드 등 기록 헤드의 종류에 따라서 사전에 메모리 내에 기억시켜 둘 수 있다. 기록 헤드를 교환하는 경우, 기록 헤드의 종류가 자동 판별되며, 메모리로부터 대응하는 펄스 폭을 판독하여 사용할 수도 있다.

[구동 전압의 저감 방법 : 도 9]

도 9는 도 8a 및 8b에 나타낸 구동 전압의 공급을 정지한 후의 구동 전압을 저감하는 방법의 일례를 나타낸 순서도이다. 도 9에서의 작업은 CPU(E1001)의 제어에 의해 수행된다.

단계 S110에서, 화상 기록이 종료된 다음, CPU(E1001)는 헤드 전원 스위치(306)를 오프시키고 헤드 전원 공급부(E1039)으로부터의 전원 공급(V_H)을 정지시키도록 지시한다. 단계 S120에서, CPU(E1001)는 소정 시간(또는 소정 개수의 펄스의 제어신호) 동안 기록 소자(307)의 구동을 위한 제어신호(방전회로 ON 신호)를 기록 헤드에 송신하도록 지시한다.

단계 S130에서, 소정 시간이 경과하면, CPU(E1001)는 기록 헤드를 교환 위치로 이동시키기 위한 허가 신호를 송신하고, 단계 S140으로 진행하여 일련의 작업을 종료한다.

<제2 실시예>

제2 실시예에 따른 잉크젯 프린터에 대해 설명한다. 도시하지 않은 제2 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 전체 구성, 인쇄 회로 기판의 내부 구성, 기록 헤드의 기록 소자의 구동회로, 기록 헤드의 헤드 제어신호와 기록 헤드의 노즐 개수의 관계, 및 구동회로의 구동시간은 도 1 내지 도 5에 나타낸 제1 실시예와 거의 동일한 구성을 갖는다.

따라서, 이하의 설명에서는 제1 실시예와 동일한 구성을 갖는 제2 실시예의 잉크젯 프린터의 구성에 대해서는 설명을 생략하고, 구성에 있어서 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

제1 실시예에서는 소정의 펄스 폭을 갖는 가열 인에이블 신호(HE)를 공급하여 방전시키고, 커패시터(309)의 전압(V_C)을 제어하여 헤드 전원 공급(V_H)이 오프된 후의 자연 방전 보다 빨리 설정치 이하로 되도록 한다. 제1 실시예에서 수행되는 방전을 보다 확실히 하기 위해, 제2 실시예에서는 방전의 피드백 제어를 채용할 뿐만 아니라 방전 후 커패시터(309)의 전압이 설정치 이하로 될 때까지 커패시터(309)의 전압을 감시한다.

[구동 전압의 공급 정지 후의 구동 전압의 저감: 도 10]

상세히 설명하면, 제2 실시예에서는 도 10에 나타낸 바와 같이 기록 헤드(300)의 커패시터(309) 전압(V_C)을 감시하는 전압 감시부와, 이 전압 감시부에 의해 감시된 전압이 설정치 이하가 되는 경우 ASIC(E1006)으로부터의 방전 회로 OFF 신호를 송신하는 방전 회로 제어부를 구비한다.

화상 기록이 종료되면, CPU(E1001)는 헤드 전원 공급부로부터 기록 헤드(300)로의 전원공급을 정지시킨다. 또한, CPU(E1001)는 커패시터(309) 내에 축적된 전하를 방전시키기 위하여 제1 실시예에서 기술한 짧은 펄스 폭의 가열 인에이블 신호를 도 11에 나타낸 방전 회로 ON 신호로서 기록 헤드에 계속하여 공급한다. 그 후, CPU(E1001)는 커패시터 내에 축적된 전하를 사용하여 기록 소자를 구동시킴으로써 방전을 개시하도록 한다. 전압 감시부는 A/D 변환기에 의해 변환된 커패시터(309)의 전압(V_C)을 감시하여 그 신호를 방전 회로 제어부에 알린다. 전압 감시부에서 감시된 전압(V_C)이 설정된 전압이 V_H*(preset voltage) 이하인 경우, 방전 회로 제어부는 ASIC(E1006)에 방전 회로 OFF 신호를 송신한다. 방전회로 OFF 신호를 수신한 ASIC(E1006)은 기록 헤드(300)로의 헤드 제어신호(E1021)의 송신을 정지한다. 이 제어에 의해, 커패시터(309)의 전압(V_C)이 단시간 내에 설정 전압 이하로 확실하게 저감되어 OFF 시퀀스 시간을 단축할 수 있다.

[구동 전압의 저감 방법: 도 12]

도 12는 도 11에 나타낸 헤드 전원 공급부로부터의 전원 공급(V_H)을 정지시킨 후 구동 전압을 저감하는 방법을 나타낸 순서도이다. 도 12에서의 작업은 CPU(E1001)의 제어에 의해 수행된다.

단계 S210에서, 화상 기록이 종료한 다음, CPU(E1001)는 헤드 전원 스위치(306)를 오프시키고 헤드 전원 공급부로부터의 전원 공급(V_H)을 정지시키도록 지시한다.

단계 S220에서, CPU(E1001)는 커패시터(309)의 전압(V_C)을 저감시키기 위하여 헤드 제어신호(E1021)(방전 회로 ON 신호)를 기록 헤드에 송신하여 기록 소자를 구동시키도록 ASIC(E1006)에 지시한다.

단계 S230에서, CPU(E1001)는 커패시터 전압(V_C)을 검출하여 소정의 전압 레벨(V_H*)로 감소되었는지의 여부를 확인한다.

단계 S240에서, 커패시터 전압(V_C)이 소정의 전압 레벨(V_H*)로 감소되지 않은 것으로 판단된 경우, CPU(E1001)는 커패시터 전압(V_C)이 V_H*으로 감소될 때까지 대기한다. 검출된 커패시터 전압(V_C)이 이 레벨로 감소된 경우, CPU(E1001)는 단계 S250으로 진행한다.

단계 S250에서, CPU(E1001)는 방전 회로 OFF 신호를 ASIC(E1006)에 송신하고, 기록 헤드로의 OFF 시퀀스 제어신호의 송신을 정지시킨다. CPU(E1001)가 기록 헤드를 교환 위치로 이동시키기 위한 허가 신호를 송신한 후, 단계 S260으로 진행하여 일련의 과정을 종료한다.

전술한 바와 같이, 전술한 실시예들에 기술된 잉크젯 기록장치를 이용함으로써, 노즐의 개수가 증대되는 경우에 문제가 되는 전압 강하의 변동이 저감될 수 있다. 그 결과, (1) 어떠한 기록 화상에 대해서도 잉크의 토출이 안정되며 화상의 품질이 향상되며; (2) 기록 속도가 빨라지며; (3) 토출 가열장치의 내구성이 향상되며; (4) 시스템의 구조를 단순화시키고 비용을 절감시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 저비용의 구성을 채택하여 기록 헤드에서의 전압 변동을 저감하는 수단인 전해 커패시터 내에 축적된 전하를 신속하게 감소시킬 수 있는 화상 기록 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

본 명세서에서, "기록"이라 함은 문자 또는 기호 등의 중요한 정보를 형성하는 것 뿐만 아니라, 넓게 이미지, 그림, 패턴 등을 기록 매체 상에 형성하는 것도 포함하며, 그 처리는 정보의 중요성 여부에 무관하며, 또한 사람이 시각적으로 인식할 수 있어야 하는 것은 아니다.

또한, "기록 매체"라 함은 통상의 기록 장치에 사용되는 용지 뿐만 아니라, 천, 플라스틱 필름, 금속판, 유리, 세라믹, 목재, 가죽 등 넓게 잉크를 흡수할 수 있는 재료를 포함한다.

또한, "잉크(이하, "액체"라 함)"라 함은 전술한 "기록"의 정의와 마찬가지로 넓게 해석되어야 한다. 즉, "잉크"라 함은 기록 매체에 도포되는 경우에, 화상, 그림, 패턴 등을 형성할 수 있고, 기록 매체를 처리할 수 있으며, 잉크를 처리 할 수 있는 - 즉, 기록 매체에 도포된 잉크 내에 함유된 착색제를 고화 또는 액화시킬 수 있는 액체를 포함한다.

전술한 실시예에 대한 설명에서, 기록 헤드로부터 토출되는 액상의 방울도 잉크이며, 잉크 탱크 내에 저장된 액체도 잉크이다. 그러나, 잉크 탱크 내에 저장되는 잉크는 액체에 한정되지 않는다. 예컨대, 잉크 탱크에 소정의 가공처리된 액체를 저장하여 기록 매체 상에 토출시킴으로써, 기록 매체의 정착성 및 내수성을 향상시키거나 화상의 품질을 향상시킬 수도 있다.

전술한 실시예에서는, 잉크젯 프린터 중에서도, 잉크 토출에 사용되는 열 에너지를 생성하는 수단(예컨대, 전열 변환기, 레이저 빔 생성기 등)을 구비하며, 그 열 에너지에 의해 잉크의 상태 변화를 야기하는 프린터를 예시하였다. 이 잉크젯 프린터 및 그 기록 방법에 따르면, 고밀도 및 고정밀화가 달성될 수 있다.

잉크젯 기록 시스템의 대표적인 구성 및 원리로는, 예컨대 미국 특허 제4,723,129호 및 제4,740,796호에 개시되어 있는 기본적인 원리를 이용하여 행하는 것이 바람직하다. 이 시스템은, 소위 온 디맨드(on-demand) 형 및 연속(continuous) 형 모두에 적용 가능하다. 특히, 온 디맨드 형의 경우에는, 액체(잉크)가 보유되어 있는 시트나 액로에 대응하여 배치되어 있는 전열 변환기에, 기록 정보에 대응하고 핵 비등(nucleate boiling)을 초과하는 급속 온도 상승을 제공하는 적어도 하나의 구동 신호를 인가함으로써, 전열 변환기에 열 에너지를 발생시키고, 기록 헤드의 열 작용면에 막 비등(film boiling)을 생기게 하여, 결과적으로 이 구동 신호에 일대일로 대응하는 액체(잉크) 내의 기포를 형성할 수 있기 때문에 유효하다. 이 기포의 성장, 수축에 의해 토출용 개구를 통해 액체(잉크)를 토출시켜, 적어도 하나의 방울이 형성된다. 이 구동 신호를 펄스 신호로서 인가하면, 즉시 적절하게 기포의 성장수축이 행하여지기 때문에, 특히 응답 특성이 우수한 액체(잉크)의 토출이 달성된다.

펄스 구동 신호로는, 미국 특허 제4,463,359호 및 제4,345,262호에 개시된 신호를 사용하는 것이 적합하다. 또한, 열 작용면의 온도 상승율에 관한 발명인 미국 특허 제4,313,124호에 기재되어 있는 조건을 채용하면, 더욱 우수한 기록을 행할 수 있다.

기록 헤드의 구성으로는, 전술한 특허 등의 명세서에 개시되어 있는 토출 노즐, 액로, 전열 변환기를 조합한 구성(직선형 액로 또는 직각형 액로) 외에도, 열 작용면이 굴곡하는 영역에 배치되어 있는 구성을 개시하고 있는 미국 특허 제4,558,333호 및 제4,459,600호에 기재된 구성도 본 발명에 포함된다.

또한, 잉크 탱크가 기록 헤드 자체에 통합적으로 구성되어 있는 카트리지형 기록 헤드는 물론, 본 실시예에서 설명된 바와 같이, 장치 메인 유닛에 전기적으로 접속될 수 있으며 장치 메인 유닛 상에 장착되어 장치 메인 유닛으로부터 잉크를 받아들일 수 있는 교환 가능한 칩형 기록 헤드가 본 발명에 적용될 수 있다.

또한, 프린터의 기록 모드로서, 블랙 등과 같은 원색만을 사용하는 기록 모드는 물론, 복수의 서로 다른 컬러를 이용하는 다중 컬러 모드나 컬러 혼합에 의해 달성된 풀-컬러 모드 중 적어도 하나는 하나의 통합된 기록 헤드를 사용하거나 복수의 기록 헤드를 조합함으로써 프린터에서 수행될 수 있다.

게다가, 본 발명의 잉크젯 프린터는 판독기(reader) 등이 결합된 복사기 또는 컴퓨터와 같은 정보 처리 장치의 화상 출력 단말기에 부가하여 송수신 기능을 갖는 팩시밀리 장치에 사용될 수도 있다.

본 발명은 복수의 디바이스(예를 들면, 호스트 컴퓨터, 인터페이스, 판독기, 프린터)로 구성된 시스템 또는 단일 디바이스(예를 들면, 복사기, 팩시밀리)를 포함하는 장치에 적용될 수 있다.

더욱이, 본 발명의 목적은 상술한 프로세스를 수행하기 위한 프로그램 코드를 시스템 또는 장치에 저장하기 위한 기억 매체를 제공하고, 이 기억 매체로부터 시스템 또는 장치의 컴퓨터(예를 들면, CPU, MPU)를 이용하여 프로그램 코드를 판독하고나서, 그 프로그램을 실행함으로써 달성될 수 있다. 이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드는 본 실시예에 따른 기능을 구현하며, 프로그램 코드를 저장하는 기억 매체는 본 발명을 구성한다. 게다가, 본 실시예에 따른 그밖의 상술한 기능들은 컴퓨터에 의해 판독되는 프로그램 코드를 실행함으로써 구현되고, 본 발명은 컴퓨터 상에 작동하는 OS(operating system)가 프로그램 코드의 지정에 따라 일부 또는 전체 프로세스를 수행하고 상술한 실시예에 따른 기능들을 구현하는 경우를 포함한다.

게다가, 본 발명은 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드가, 컴퓨터에 삽입된 기능 확장 카드나 컴퓨터에 접속된 기능 확장 유닛에 제공된 메모리에 기입된 후, 그 프로그램 코드의 지시에 기초하여, 그 기능 확장 카드나 기능 확장 유닛에 포함되는 CPU 등이 일부 또는 전부 프로세스를 수행하여, 상술한 실시예의 기능을 구현하는 경우를 포함한다.

본 발명의 취지와 범주를 벗어나지 않는 다양한 실시예가 구현될 수 있으므로, 본원은 첨부된 청구범위에 정의되고 있는 것과 같은 특정 실시예들로 국한되는 것은 아니다.

도 1은 잉크젯 프린터의 구성을 설명하기 위한 도면.

도 2는 잉크젯 프린터의 주요한 전기 부품이 탑재되는 인쇄 회로 기판의 내부 구성을 나타내는 블럭도.

도 3은 기록 헤드의 회로 구성을 나타내는 회로도.

도 4는 기록 헤드의 블럭 선택 신호와 노즐 번호간의 관계를 나타내는 테이블.

도 5는 구동 회로의 구동 타이밍을 나타내는 타이밍도.

도 6은 제1 실시예에서 기록 헤드에 인가되는 커패시터 전압 Vc을 감소시키기 위한 구성을 설명하기 위한 블럭도.

도 7은 커패시터(309)에 축적된 전하들이 자연 방전될 때의 커패시터 전압 Vc와 시간간의 관계를 설명하는 그래프.

도 8a는 제1 실시예의 방전 회로를 이용하여 커패시터(309)에 축적된 전하들이 제거될 때의 커패시터 전압 Vc과 시간간의 관계를 설명하기 위한 그래프.

도 8b는 제1 실시예에서 오프(OFF) 시퀀스와 기록 동작시의 가열 인에이블 신호를 비교하기 위한 타이밍도.

도 9는 제1 실시예의 방전 회로를 이용한 방전 방법을 나타내는 플로우챠트.

도 10은 제2 실시예의 커패시터(309)에 축적된 전하를 제거하기 위한 구성을 설명하기 위한 블럭도.

도 11은 제2 실시예의 방전 회로를 이용하여 축적된 전하들을 제거할 때의 커패시터 전압 Vc과 시간간의 관계를 설명하기 위한 그래프.

도 12는 제2 실시예의 방전 회로를 이용함으로써 커패시터(309)에 축적된 전하를 제거하는 방법을 나타내는 플로우챠트.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

M3022 : 자동 공급부

M3030 : 배출부

M3029 : 반송부

M4001 : 캐리지

M4021 : 캐리지 축

M5000 : 회복부

E0014 : 인쇄 회로 기판(메인 PCB)

E1001 : CPU

E1003 : A/D 컨버터

E1005 : 발진 회로

El014 : 제어 버스

E0021 : 버퍼

Claims

복수의 기록 소자를 갖는 기록 헤드와, 입력되는 화상 데이터에 기초하여 상기 복수의 기록 소자를 구동시켜 화상 기록하는 화상 기록부를 갖는 화상 기록 장치에 있어서,

상기 복수의 기록 소자를 구동하기 위한 구동 전압을 공급하는 전압 공급부,

상기 구동될 기록 소자의 수에 따라 변화하는 상기 구동 전압의 변동을 저감시키는 전압 변동 저감부, 및

상기 구동 전압의 공급이 정지한 후 상기 전압 변동 저감부에 잔존하는 구동 전압을 감소시키도록 상기 화상 기록 수단을 제어하는 전압 제어기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치.
제1항에 있어서, 상기 전압 제어기는 상기 화상 기록부를 제어하여 상기 기록 소자를 구동하기 위한 소정 펄스폭을 갖는 구동 신호를 송신함으로써 상기 전압 변동 저감부에 잔존하는 전압을 저감시키는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치.
제2항에 있어서, 상기 구동 신호는 화상의 기록이 행하여지지 않을 정도로 작은 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치.
제1항에 있어서, 상기 기록 헤드에 공급되는 상기 전압을 감시하기 위한 감시부와, 상기 전압 제어기를 제어하기 위한 구동 신호 정지부를 더 포함하며,

상기 전압 제어기는 상기 기록 소자를 구동하기 위한 구동 신호를 송신하기 위하여 상기 화상 기록을 제어하고,

상기 구동 신호 정지부는 상기 감시부에 의해 감시되는 전압에 기초하여 상기 전압 제어기가 상기 구동 신호의 송신을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치.
제4항에 있어서, 상기 구동 신호 정지부는 상기 감시부에 의해 감시된 전압이 소정 전압 이하가 되면 상기 구동 신호의 송신을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치.
제1항에 있어서, 상기 기록 헤드는 잉크를 토출하여 기록을 행하는 잉크젯 기록 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동 전압은 상기 기록 헤드의 가열용으로 공급되는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치.
제1항에 있어서, 상기 전압 변동 저감부는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치.
제1항에 있어서, 상기 기록 헤드는 열 에너지를 이용하여 잉크를 토출하는 기록 헤드를 포함하고, 상기 기록 소자는 잉크에 인가될 열 에너지를 발생하기 위한 전열 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치.
복수의 기록 소자를 갖는 기록 헤드와, 입력되는 화상 데이터에 기초하여 상기 복수의 기록 소자를 구동시켜 화상 기록하는 화상 기록부를 갖는 화상 기록 장치를 제어하는 방법에 있어서,

상기 복수의 기록 소자를 구동하기 위한 구동 전압을 공급하는 전압 공급 단계,

상기 구동될 기록 소자의 수에 따라 변화하는 구동 전압의 변동을 저감시키는 전압 변동 저감 단계, 및

상기 구동 전압의 공급이 정지한 후 상기 전압 변동 저감 단계에서 잔존하는 구동 전압을 감소시키도록 상기 화상 기록부를 제어하는 전압 제어 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치의 제어 방법.
제10항에 있어서, 상기 전압 제어 단계에서는, 상기 전압 변동 저감 단계에서 잔존하는 전압은 상기 화상 기록부를 제어하여 상기 기록 소자를 구동하기 위한 소정 펄스폭을 갖는 구동 신호를 송신함으로써 저감되는 것을 특징으로 화상 기록 장치의 제어 방법.
제11항에 있어서, 상기 구동 신호는 화상의 기록이 행하여지지 않을 정도로 작은 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치의 제어 방법.
제10항에 있어서, 상기 기록 헤드에 공급되는 상기 전압을 감시하기 위한 감시 단계와, 상기 전압 제어 단계를 제어하기 위한 구동 신호 정지 단계를 더 포함하며,

상기 전압 제어 단계에서, 상기 화상 기록부는 상기 기록 소자를 구동하기 위한 구동 신호를 송신하도록 제어되고,

상기 구동 신호 정지 단계에서, 상기 전압 제어 단계는 상기 감시 단계에서 감시되는 전압에 기초하여 상기 구동 신호의 송신을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치의 제어 방법.
제13항에 있어서, 상기 구동 신호 정지 단계에서는 상기 감시 단계에서 감시된 전압이 소정 전압 이하가 되면 상기 구동 신호의 송신을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치의 제어 방법.
제10항에 있어서, 상기 기록 헤드는 잉크를 토출하여 기록을 행하는 잉크젯 기록 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치의 제어 방법.
제10항에 있어서, 상기 구동 전압은 상기 기록 헤드의 가열용으로 공급되는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치의 제어 방법.
제10항에 있어서, 상기 전압 변동 저감 단계에서는, 상기 구동 전압의 변동은 커패시터를 이용하여 감소되는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치의 제어 방법.
제10항에 있어서, 상기 기록 헤드는 열 에너지를 이용하여 잉크를 토출하는 기록 헤드를 포함하고, 상기 기록 소자는 잉크에 인가될 열 에너지를 발생하기 위한 전열 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 기록 장치의 제어 방법.
삭제
복수의 기록 소자를 갖는 기록 헤드와, 입력되는 화상 데이터에 기초하여 상기 복수의 기록 소자를 구동시켜 화상 기록하는 화상 기록부를 갖는 화상 기록 장치를 제어하는 제어 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기억 매체에 있어서,

상기 제어 프로그램은,

상기 복수의 기록 소자를 구동하기 위한 구동 전압을 공급하는 전압 공급 단계,

상기 구동될 기록 소자의 수에 따라 변화하는 구동 전압의 변동을 저감시키는 전압 변동 저감 단계, 및

상기 구동 전압의 공급이 정지된 후 상기 전압 변동 저감 단계에서 잔존하는 구동 전압을 감소시키도록 상기 화상 기록부를 제어하는 전압 제어 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 기억 매체.